Узел пирога теплого пола

Обновлено: 24.04.2024

В первой части материала мы рассказывали, почему пользователь FORUMHOUSE с ником Rebbytw решил при реконструкции старого дома сделать своими руками водяной тёплый пол по грунту. В статье мы описали весь подготовительный этап, а также нюансы подготовки основания под бетонную стяжку. Продолжаем начатую тему. Рассказываем, как правильно положить теплый пол водяной с нуля на грунт, и переходим к следующим технологическим процессам — прокладке канализационных труб, укладке гидро- и пароизоляционного слоя, монтажу утеплителя, процессу армирования и заливки стяжки.

Водяной пол по грунту: укладка канализационных труб

По словам пользователя нашего портала, канализационные трубы он решил укладывать после того, как утрамбовал песок, по двум причинам:

Трубы будут лежать на уплотнённом основании;
При рытье траншей стенки меньше осыпаются.

Сама укладка канализационных труб выполнялась так — с помощью лазерного уровня, на стене ставились метки, от которых отмечалась глубина заложения труб. Метки ставились через 1 метр, с учётом угла наклона труб. Уклон составил 3 см на 1 м. После рытья канавы, перед укладкой труб, песок дополнительно проливался водой и утрамбовывался.

Трубы для монтажа канализации использовались обычные – серые.

Диаметр труб – 110 мм. Взял серые, т.к. коричневые стоят в 1.5 раза дороже. У серой трубы стенка тоньше – 2.7 мм, а у коричневой 3.5 мм, но нагрузки на трубы будут минимальны. А судя по отзывам местных строителей, серые трубы, уложенные в землю, стоят, и ничего с ними не происходит.

Интересны нюансы монтажа труб. Сначала весь контур канализации собирается без уплотнительных резинок — начерно, для проверки, что всё рассчитано правильно. Затем трубы собирались уже со вставленными резиновыми кольцами. Для удобства монтажа использовалось жидкое мыло, так трубы проще вставить друга в друга.

После того как трубы вставлены, отмечаем маркером стык (ставим метку по кругу) и чуть вытаскиваем трубу на 0.5-1 см. Этот зазор необходим для компенсации линейного расширения труб. Также после установки трубы чуть прокручиваются. В случае, если во время монтажа уплотнительное кольцо закусило, то провернуть трубы будет очень сложно. Значит, надо разбирать соединение и устранять перекос резинки.

Если оставить подвернувшееся уплотнительное кольцо, то стоки начнут просачиваться в песок и размывать его.

Также все стыки труб обмотали монтажным скотчем.

На финише пластиковую трубу вставили в асбестовую, уже проложенную ранее и идущую от дома до септика. Т.к. диаметр асботрубы 20 см, пользователь пошел на такую хитрость. Взял переход коричневой трубы с диаметра 11 см на 16 см, одел его на последний тройник и засунул в асбестовую. Щель между двумя трубами (примерно) 20 мм заполнили каболкой — льняным плетёным канатиком, который пропитан смоляно-битумной мастикой.

После укладки канализационных труб их засыпали песком, пролили его водой, утрамбовали и вывели всё в одну плоскость с подготовленным основанием.

Также пользователь советует, перед тем, как окончательно засыпать трубу, сделать её фото, приложив рулетку, чтобы знать точное расстояние от стены до канализации, на случай, если в дальнейшем потребуется сверлить пол в помещении.

Монтаж паро- тепло- и гидроизоляции

Основание готово, продолжаем устройство теплого пола по грунту, и у нас возникает следующий вопрос – что делать дальше, т.к. существует несколько «пирогов» такого пола. В этой связи интересен ход мыслей Rebbytw.

Я задумался, как поступить: засыпать щебень, делать стяжку (черновую) или сразу класть утеплитель, и решил посоветоваться с теми, кто уже делал пол по грунту.

Местные строители посоветовали пользователю изготовить такой пирог: раскатать по слою уплотнённого песка полиэтиленовую плёнку, затем по этому настилу залить армированную бетонную черновую стяжку толщиной примерно 50 мм. Далее на это основание уложить экструзионный пенополистирол, который затем фиксируется на стяжке саморезами. Затем лить финишную стяжку тёплого пола.

Пользователь подумал и отказался от этого решения, как неправильного и небюджетного способа. Ведь, по сути, черновую стяжку, предложенную «местными», следует изготавливать только для удобства фиксации ЭППС. Rebbytw решил, что т.к. на пол не предполагается большая нагрузка, правильно будет положить утеплитель (в 2 слоя по 5 см каждый) на основание из уплотнённого песка, подстелив под теплоизоляцию полиэтиленовую плёнку.

Сегодня, многие выбирают для отопления жилья систему «тёплый пол», даже несмотря на существенные затраты для её обустройства. Ведь вложенные средства оправдают себя при эксплуатации конструкции.

На сколько эффективно будет работать нагревательное устройство зависит от ряда факторов, главным является правильность укладки пирога с обогревом. Пирог — это слои, из которых состоит отопительная система.

Особенности устройства тёплого пола, его слои и их толщина

Тёплый пол включает в себя специальные материалы, которые уложены в определённой последовательности. Данное сооружение ещё называют «слоёным пирогом» с нагревательными элементами внутри (водяными трубами или кабелем).

Главная задача пирога:

Монтаж пирога на бетонную стяжку

Пирог тёплого пола по бетонным плитам, вне зависимости от того водяной он или электрический, выглядит таким образом:

бетонное основание — это может быть фундамент из бетона или бетонные монолитные плиты;
гидроизоляция — обычная полиэтиленовая плёнка;
утеплитель с отражающей поверхностью — пенополистирол, пробковая подложка и т.д.;
армированная сетка;
трубы или кабель отопительной системы;
стяжка из бетона;
половое покрытие.

На грунт

Монтаж пирога на грунт водяного, или другого вида пола допускается при наличии не рыхлой почвы, и залегании грунтовых вод от поверхности не менее 5 метром. Отличие этой конструкции от устройства пирога пола по бетону заключается в дополнительном этапе работ.

Суть состоит в следующем:

поверхность очищается и выравнивается;
насыпается песок (5 см), который утрамбовывается и слегка поливается водой;
следующим слоем пирога тёплого пола, толщиной 7-8 см, идёт гравий или керамзит, он также утрамбовывается;
далее гидроизоляция, которая армируется сеткой;
затем заливается черновая стяжка (10 см);
потом укладывается слой гидроизоляции и утеплитель из пенополистирола, толщина его зависит от условий самого помещения (5-15 см).

В дальнейшем, процесс монтажа тёплого пола на грунт, не отличается от укладки пирога на бетонные плиты: армированная сетка, нагревательные элементы, заливка стяжки или подложка, и половое покрытие.

На деревянное основание

Если основанием для системы с обогревом служит деревянное покрытие, то принцип монтажа пирога такой же, как на бетонные плиты.

Существует второй способ, который отличается по технологии — на деревянные лаги. В этом случаи, стелится фанера, как основание пирога. На ней располагаются лаги, сверху которых расстилается гидроизоляционная плёнка.

Между лагами прокладываются плиты утеплителя толщиной 10 см. Для нагревательных элементов (труб или кабеля) проделываются канавки, в которых они устанавливаются. При обустройстве водяного пирога, сначала в пазы кладётся отражающая пластина или фольга, и только потом укладываются трубы.

Есть другой вариант — настильный, когда на утеплитель, уложенный в лаги, кладутся листы ДСП оборудованные каналами для труб.

Ещё один способ — реечный, они набиваются на основу. Расстояние между ними должно соответствовать размеру нагревательных элементам.

К сведению! Бетонная стяжка в пироге с лагами, при реечном или настильном способе монтажа конструкции с обогревом не заливается.

В качестве основания для чистового покрытия укладывается не толстая фанера. На неё и монтируется декоративное покрытие. Если планируется установка ламината, то можно отказаться от фанеры, и стелить его прямо на трубы водяной системы, так как любой из перечисленных выше профилей способен выдержать такую нагрузку.

На сухую стяжку

Сухая стяжка — сыпучий материал, поверх которого расстилается гипсокартон или фанера. Инструкция по укладке пирога на сухую стяжку под тёплый пол следующая:

демпферная лента раскатывается по периметру комнаты;
рассыпается песок или щебень на перекрытие, и ровняется;
по контуру труб выкладываются алюминиевые пластины;
поверх укладывается сухая стяжка — два гипсокартонных листа, на которые монтируется напольное покрытие.

К сведению! Профессионалы советуют использовать керамзит, он является лучшим теплоизолятором.

Какое основание лучше для пирога тёплого пола

Практически каждый вид пола с обогревом можно укладывать на любую поверхность. В городских квартирах, где основание — бетонные плиты перекрытия, допускается монтаж любого тёплого пола по ним: электрического, инфракрасного или водяного, хотя последний рекомендован только на первых этаж многоэтажек.

В частном доме, пирог пола обычно монтируется на деревянное основание. Укладывать на него можно любое устройство. Однако, инфракрасный тип более предпочтителен, так как пожаробезопасен и прост в укладке. Читайте статью, как произвести монтаж водяного и электрического тёплого пола по деревянным перекрытиям в частном доме.

В случаи с кабельной системой потребуется дополнительно позаботится о безопасности, и проложить металлизированные пластины в местах укладки провода. При монтаже водяного тёплого пола на деревянное основание, нужно убедиться, что перекрытия выдержат тяжёлую конструкцию.

При строительстве нового дома, идеальным решением будет тёплый пол на грунт, водяной или кабельный, который будет монтироваться параллельно с возведением здания.

ВЫВОД! Подводя итог, можно сказать, что самым простым по монтажу и скорости будет укладка пирога с инфракрасными матами на бетонное или деревянное основание. Водяная или кабельная системы с бетонной стяжкой обойдутся дороже, да и монтаж займёт больше времени, однако этот вариант считается более эффективным, и поэтому популярен. Укладка тёплого пола на сухую стяжку, также является не сложным и недорогим способом, и подходит для любой системы.

Пирог водяного тёплого пола

Рассмотрим последовательность работ по монтажу водяного тёплого пола на бетонные монолитные плиты:

Подготовка основания и выравнивание поверхности — выметается мусор, осуществляется оценка состояния плит. Устройство водяного нагревательного пола допускает неровности в полсантиметра. В противном случаи, поверхность требуется выровнять. Это возможно сделать при помощи черновой тонкой стяжки из бетона.
Гидроизоляция — расстилается материал, который защитит от проникновения влаги. Это может быть обычная полиэтиленовая плёнка толщиной 100 — 150 мкм, которую лучше укладывать в два слоя. Плёнкой покрывается вся поверхность, она должна заходить на стены на столько, на сколько планируется высота будущей стяжки. Полосы кладутся внахлёст 10 см, и проклеиваются с помощью монтажного скотча.
Проклейка демпферной ленты — она укладывается по всей площади, на стыке стены и пола. Лента после заливки стяжки должна быть выше её на 2 см. Бывает изделие с самоклеящимся слоем, или оно фиксируется метизами. Цель — компенсировать температурное расширение бетона, в противном случае от нагревания произойдёт растрескивание стяжки.

. В качестве утеплителя подойдёт ППС, пробковая подложка или ЭППЛ, плотность которых должна быть не менее 30–35 кг/м³. Отличная подложка — ППС с бобышками, между которыми просто укладывать нагревательные трубы. Стоит отметить, что для водяного тёплого пола толщина утеплителя должна быть не меньше 50 мм, кроме того, в качестве теплоизоляции не подходит базальтовая вата, так как она гигроскопична.

К сведению! При выборе базальтовой ваты для обустройства водяной системы, обязательно нужно проложить пароизоляционный материал.

Для пирога водяного тёплого пола толщина обычного вида ППС определяется в зависимости от характеристик основания:

если поверхность основания располагается над тёплым подвалом (не меньше +18°С), или на втором и выше этаже, то толщина подложки 3 см;
если температура под основанием от 10 до 17°С — 5 см;
при температуре от 0 до 10°С — 7 см;
над холодным помещением — 10 см.

При использовании утеплителя без отражающего слоя потребуется дополнительно проложить алюминиевую фольгу.

Установка армирующей сетки — укладывается по всей поверхности комнаты. Она делает всю конструкцию пола более прочной, а также, к ней будут крепиться нагревательные элементы (трубы) при помощи пластиковых хомутов.
Монтаж отопительной системы — трубы водяного тёплого пола укладываются по запланированной схеме: змейка, улитка. При фиксации нагревательного элемента к сетке необходимо оставлять зазор, иначе при нагреве может треснуть пол или труба.

Максимальная длина контура должна быть 90 метров. В случаи если площадь больше, следует сделать несколько отдельных контуров.

После установки отопительной системы необходимо обязательно провести испытание устройства. Проверяется функционирование конструкции и есть ли протечки труб.

Подготовка основания для декоративного покрытия пирога теплого пола — заливка бетонной стяжки, толщина которой колеблется от 3 до 7 см. Она должна просохнуть в течение месяца, прежде чем на неё можно стелить напольное покрытие. Возможно, её заменить фанерой или вспененным полиэтиленом.

Установка полового покрытия — это может быть линолеум, плитка, ламинат.

Так выглядит пирог тёплого водяного пола, оборудованный по бетонной монолитной плите.

Монтаж пирога электрического пола

Процесс работ по обустройству пирога электрического кабельного тёплого пола практически такой же, как водяного. А вот, монтаж инфракрасной системы гораздо проще и быстрей.

На черновое основание укладывается вспененный полиэтилен с фольгированным слоем. Отражающая поверхность должна смотреть вверх. На него кладутся нагревательные инфракрасные маты, которые фиксируются при помощи скотча.

Затем, расстилается гидроизоляция, в качестве которой можно использовать полиэтилен. Полиэтиленовое полотно может, служит и как подложка для полового покрытия (ламината, паркета).

К сведению! Нельзя расстилать инфракрасные маты под мебелью. Вне зависимости от выбранного типа тёплого пола, и от основания, на которое будет монтироваться конструкция, обязательно в правильном пироге должны присутствовать: гидро- и теплоизоляция, и отражающий слой. Тогда система будет работать эффективно и прослужит вам долго.

Требуемый расход теплоносителя в любой системе водяного отопления подсчитывается по следующей формуле:

G = Q /c⋅ ∆T, (1)

где Q — тепловая мощность системы, Вт; с — удельная теплоёмкость теплоносителя, Дж/кг °С; ∆Т — разность температур между прямым и обратным теплоносителем, °С.

В системах радиаторного отопления перепад температур ∆Т обычно составляет порядка 20 °С, а в системах напольного отопления ∆Т = 5–10 °С.

Это значит, что для переноса одного и того же количества теплоты тёплые полы требуют расхода теплоносителя в 2–4 раза больше.

Максимальная температура теплоносителя в системах тёплого пола, как правило, не превышает 55 °С, рабочее значение этого параметра обычно лежит в пределах 35–45 °С.

В радиаторном же отоплении теплоноситель обычно подаётся с температурой 80–90 °С.

В связи с этими двумя факторами неизменным атрибутом системы напольного отопления является узел смешения.

поддерживать во вторичном контуре температуру теплоносителя ниже температуры первичного контура;
обеспечивать расчётный расход теплоносителя через вторичный контур;
обеспечивать гидравлическую увязку между первичным и вторичным контурами.

индикация температуры (на входе и выходе);
отсекание циркуляционного насоса шаровыми кранами для его замены или обслуживания;
защита насоса от работы на «закрытую задвижку» с помощью перепускного клапана;
аварийное отключение насоса при превышении максимально допустимой температуры теплоносителя;
отведение воздуха из теплоносителя;
дренирование узла.

Принцип работы простейшего насосно-смесительного узла рис. 1.

Рис. 1. Тепломеханическая схема простейшего насосно-смесительного узла

Нагретый теплоноситель поступает на вход насосно-смесительного узла от котла или стояка радиаторной системы отопления с температурой T₁. На входе в узел установлен настраиваемый термостатический клапан 2, на приводе которого выставляется требуемая температура теплоносителя, поступающего в тёплый пол Т₁₁. Термочувствительный элемент 3 привода клапана располагается после насоса 1. При повышении температуры Т₁₁ выше настроечного значения, клапан 2 закрывается, а при понижении – открывается, пропуская горячий теплоноситель на вход насоса. Пройдя по петлям тёплого пола, теплоноситель остывает до температуры Т₂₁. Часть остывшего теплоносителя возвращается к котлу, а часть – через балансировочный клапан 4 поступает на вход насоса, смешиваясь с горячим теплоносителем.

Таким образом, в первичном (котловом) контуре температура теплоносителя снижается с Т₁ до Т₂₁ (∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁). Температуру Т₂₁ задаёт пользователь. Перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = Т₁₁ – Т₂₁ также задаётся на стадии расчётов. Зная эти данные, и требуемую тепловую мощность тёплого пола, можно определить соотношение расходов в узле:

Исходные данные:

температура на входе в насосно-смесительный узел Т₁ = 90 °С;
температура после насоса Т₁₁ = 35 °С;
перепад температур в петлях тёплого пола ∆Т_тп = 5 °С;
тепловая мощность тёплого пола Q = 12 кВт.

Решение:

Температура на выходе из петель тёплого пола: Т₂₁ = Т₁₁ – ∆Т_тп = 35 – 5 = 30 °С.
Перепад температур в первичном (котловом) контуре: ∆Т_кк = Т₁ – Т₂₁ = 90 – 30 = 60 °С.
Расход во вторичном контуре G₁₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅5 = 0,573 кг/с.
Расход в первичном (котловом) контуре G₁ = Q/c⋅ ∆T_тп = 12000/4187⋅60 = 0,048 кг/с.
Расход через байпас G₃ = G₁₁ – G₁ = 0,573 – 0,048 = 0,535 кг/с.

Таким образом, расход в контуре тёплого пола в данном примере должен быть в 12 раз выше, чем в котловом контуре.

Как правило, циркуляционный насос при проектировании выбирается с некоторым запасом, поэтому он может перекачивать через байпас большее количество теплоносителя, чем требуется по проекту. К тому же, и температура теплоносителя в первичном контуре может по факту оказаться меньше расчётной. Именно для корректировки этих расхождений с расчётными данными служит балансировочный клапан 4, которым можно ограничить расход через байпас.

В линии подмеса узла установлен балансировочный клапан, который задаёт соотношение между количествами теплоносителя, поступающего из обратной линии вторичного контура и прямой линии первичного контура, а также уравнивает давление теплоносителя на выходе из контура тёплых полов с давлением после термостатического регулировочного клапана.

От настроечного значения Kvb этого клапана и установленного скоростного режима насоса зависит тепловая мощность смесительного узла.

Узел адаптирован для присоединения к нему коллекторных блоков с межосевым расстоянием 200 мм и горизонтальным смещением между осями коллекторов 32 мм. При этом коллекторные блоки могут присоединяться как на входе, так и на выходе насосно-смесительного узла. Это позволяет использовать этот узел в комбинированных системах отопления (рис. 4), где отопление тёплым полом совмещается с радиаторным отоплением.

Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Насосно-смесительный узел VT.DUAL (рис. 5 и 6) состоит из двух модулей (насосного и термостатического), между которыми монтируется коллекторный блок контура тёплого пола. Для смешения используется трехходовой термостатический клапан, управляемый термоголовкой с капиллярным термочувствительным элементом, установленным на обратный коллектор вторичного контура.

Рис. 5. Насосно-смесительный узел VT.DUAL

Предохранительный термостат подающего коллектора останавливает насос в случае превышения настроечного значения температуры, прекращая циркуляцию в петлях тёплого пола.

Рис. 6. Узел VT.DUAL с коллекторным блоком (подключение справа)

Конструкция узла предусматривает перепускной контур с балансировочным клапаном, сохраняющим неизменным расход теплоносителя в первичном контуре при перекрытии петель тёплого пола.

Элементы узла устанавливаются не вертикально, а под углом 9°, что вызвано горизонтальным смещением осей коллекторного блока. Это позволяет подключать узел к подводящим трубопроводам как справа, так и слева.

Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Узел поставляется с термоголовкой VT.3011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 62 °С. Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Рис. 7. Насосно-смесительный узел VT.VALMIX

Насосно-смесительный узел VT.TECHNOMIX

Так же как узел VT.VALMIX, узел VT.TECHNOMIX (рис. 8) рассчитан на установку циркуляционного насоса длиной 130 мм, но имеет несколько большую монтажную длину.

Кроме того, входные и выходные патрубки узла находятся в одной плоскости, поэтому узел монтируется к коллекторному блоку под углом 9°, и может устанавливаться как справа от обслуживаемого коллекторного блока, так и слева от него.

Узел поставляется с термоголовкой VT.5011, имеющей диапазон настройки температур от 20 до 60 °С.

Вместо термоголовки может быть установлен аналоговый термоэлектрический сервопривод VT.TE3061, работающий под управлением контроллера VT.K200.М. Узел поставляется без циркуляционного насоса.

Сравнение насосно-смесительных узлов VALTEC

Таблица 1. Сравнительная таблица насосно-смесительных узлов VALTEC

Теплый пол создается по определенным схемам, которые имеются в проектной документации, или же разработанными самостоятельно в соответствии с опытом строительства в сходных условиях.

В частных домах условия мало чем различаются. Важно, что сходны общая обогреваемая площадь пола — (в основном 80 — 250 м кв.) и площадь отдельных комнат 10 — 40 м кв.

Оборудование, применяемое в частных домах однотипное, а нередко одинаковое — от одного производителя. Это дает возможность применять сходные конструктивные, монтажные схемы теплых полов.

Далее рассмотрим наработанные схемы монтажа, в т.ч. и гидравлическую разводку и подбор оборудования.

Пирог теплого пола

Основная конструктивная схема – «пирог» теплого пола. Имеется определенная последовательность слоев. Здесь основная сложность в недопущении брака и отступлений от принятой схемы.

7. Основание горизонтальное, и сухое. перепад высот в комнате — не более 5 мм.
5. Выравнивающая подсыпка из песка (непрочная стяжка) под утеплитель.
4. Утеплитель — плотный крепкий и водоустойчивый экструдированный пенополистирол. Толщина — не менее рекомендаций СНиП по утеплению (100 — 220 мм), для межэтажных перекрытий — 35 мм.
Гидроизоляция отделяет стяжку от утеплителя, препятствует быстрому уходу воды из стяжки.
3. Армирование — металлическая сетка 50 — 150 мм, из прута 4 — 5 мм, приподнятая, так, чтобы находится в толще стяжки.
1. Трубопровод — металлопластиковый, PERT и РЕХ, чаще 16 мм в диаметре.
2. Стяжка бетонная толщиной от 8 см, поделенная на фрагменты со стороной 4 — 5 м (один контур трубопровода в фрагменте стяжке).
8. Деформационные швы, заполненные демпферной лентой шириной 5 — 15 мм, — делят стяжку на фрагменты и отделяют от стен
6. Напольное покрытие пригодное для теплого пола.
9. Плинтус закрывает деформационный шов.

Более подробную информацию по каждому слою можно узнать на данном ресурсе.

Визуальная схема размещения элементов, — конструкция, последовательность укладки:

Укладка трубопровода

Трубопровод должен быть уложен так, чтобы не возникало температурной зебры на поверхности стяжки. Также плотность укладки определяется требуемой теплоотдачей в соответствии с теплотехническим расчетом (если такой проводился). Максимальное расстоянием между трубами — 250мм. Минимальное — 100 мм.

Главная схема укладки — улиткой (спиральная), при которой чередуются трубы подачи и обратки. Укладка змейкой лучше подходит в помещениях, вытянутых вдоль холодных зон (угловых), узких и длинных.

Более плотная укладка (100 — 150 мм) в холодных (краевых) зонах, которые тянутся вдоль наружных стен. Ширина краевой зоны обычно 0,4 — 0,8 метра. Меньше плотность (150 – 250 мм) ближе к центру здания.

Длину одного контура не рекомендуется делать больше 80 метров, чтобы не превысить потерю напора возникающего при расходе теплоносителя, который покрывает «средние» теплопотери здания.

Иными словами, чтобы не выйти за технические возможности насосов 25-40 , 25-60, при покрытии теплопотерь «обычного дома».

Трубопровод привязывается к сетке пластиковыми застежками, — какие трубы применить

Схема водяного пола для дома

Размещение контуров водяного пола в доме должно выполнятся в соответствии с проектом. Учитываются теплопотери всего здания и каждой комнаты, исходя из которых выбирается плотность укладки трубопровода, скорость движения теплоносителя, насос и др.

Но часто все сводится к однотипным схемам, с длиной контуров 60 — 80 метров, которые применимы для хорошо утепленных домов.

Или же к применению контуров длиной 40 — 45 метров, для которых применяется упрощенная гидравлика с ограничителями потока — РТЛ регулировка температуры

Типичная схема размещения контуров. Согласно расчета не во всех комнатах делается плотная укладка в холодных зонах.

Примерно одинаковая плотность размещения контуров по площади дома, — шаг укладки 100 мм в краевых зона и 200 мм в остальной части нормально утепленных домов

Участки пола, заставленные оборудованием, низкой мебелью остаются без трубопровода, например, размещение трубопровода в санузле с ванной и душевой кабинкой.

Подключение водяного пола, устройство гидравлики

Водяной пол подключается к общей отопительной сети, точно также, как ветвь радиаторов, — параллельно, через тройники.

Монтажная схема водяного теплого пола выглядит следующим образом:

Необходимо уделить внимание средствам защиты. На схеме указаны:

Защитное термореле которое отключает насос, и которое установлено на подающем коллекторе.
Байпас с дифференциальным клапаном между подачей и обраткой, перепускающий жидкость при повышении разности давления из-за прикрытия контуров.
Контроллер насоса, выключающий его при закрытии сервоприводов на коллекторе.

Также на схеме приведены средства автоматики — термостаты в комнатах сблокированные с сервоприводами регулировочных кранов на коллекторе.

Работу смесительного узла и коллектора разберем отдельно.

Как работает смесительный узел с коллектором

Приведена схема работы трехходового клапана. в котором смешивается подача с котла и обратка с теплого пола.

Работа клапана возможна только под воздействием насоса теплого пола установленного в контуре коллектора (в любом месте).

На практике может устанавливаться и двухходовой клапан перекрывающий подачу на смесительный узел.

Клапан управляется средствами автоматики — термоголовкой, датчик которой устанавливается на трубопроводе подачи и регулирует температуру обычно в пределах 30 — 50 градусов.

Коллектор водяного пола распределяет теплоноситель по контурам. Обычно на гребенке обратки коллектора устанавливаются балансировочные краны, возможно с сервоприводами. На подаче — указатели потока с возможностью перекрытия. Но это дорогая комплектация.

Наиболее дешевый вариант гидравлики теплого пола для небольшого дома — коллектор с закрывающими шаровыми кранами (с дополнительно установленным балансировочным на наиболее коротких петлях), с термоголовкой смесительного узла, которая регулируется вручную.

При устройстве водяного теплого пола используется различное количество конструктивных элементов, которые необходимы в обязательном порядке, или без которых система работает неправильно и не оптимально. К ним относится и смесительная группа для теплого пола. Для чего необходим этот элемент и возможно ли соорудить смесительный узел для теплого пола своими руками? Рассмотрим эти вопросы подробнее.

Необходимость смесительных узлов в системе теплого пола

При устройстве водяного отопления с использованием радиаторов или другого высокотемпературного оборудования, теплоноситель может на них подаваться практически любой температуры, которую способен выдать котел. Но ситуация с тёплыми полами кардинально отличается. По строительным нормам и здравому смыслу существует ограничение максимальной температуры поверхности пола. Превышение которой делает эксплуатацию системы не комфортной и даже опасной.

Например, по СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» максимальная температура пола, в котором используется система встроенного подогрева не может превышать:

26 °C для комнат с постоянным пребыванием людей;
31 °C для комнат с временным пребыванием людей и некоторых зон крытых плавательных бассейнов;
23 °C для дошкольных учреждений.

Эти ограничения затрудняют использование котла без смесительного узла для теплого пола. Так как без него теплоноситель неизбежно будет поднимать температуру теплого пола выше граничного значения. А температура теплоносителя может достигать уровня выше 80 °C.

Смесительный узел теплого пола в таком случае позволяет подавать в трубы теплоноситель оптимальной температуры. Принципиально ли его применение и можно ли выйти из положения без него?

Обязательность использования смесительных узлов

Как мы уже определились, основная цель смесительного узла – это поддерживать температуру воды в системе на требуемом уровне. Для этого берется часть воды от котла с повышенной температурой и смешивается с некоторым количеством воды из «обратки» до достижения требуемого уровня, который позволяет достичь оптимальной температуры пола.

Если исключить из схемы насосно-смесительный узел для теплого пола, то необходимо обеспечить поддержку температуры другим способом. Как вариант, возможно применение низкотемпературного котла, который способен обеспечивать температуру подаваемой воды в районе 35-38 °C, чтобы поддерживать требуемый нагрев пола. Чаще всего для этих целей рекомендуют электрокотлы. Также в таком режиме работают водяные тепловые насосы.

Схема теплого пола без смесительного узла.

Следует также иметь в виду, что теплый пол без смесительного узла практически невозможно использовать при комбинации напольного и радиаторного нагрева, так как для радиаторов температура должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечивать оптимальную теплоотдачу. Если же теплый пол используется как основной источник, то при применении хорошего котла с подходящими характеристиками смесительный узел может не использоваться.

Итак, если необходимость смесительного узла не ставится под сомнение, как поступить в таком случае? Можно применить изделие заводского изготовления, которое рассчитано и протестировано для бесперебойной работы, но основным недостатком таких систем является их дороговизна.

Как вариант можно использовать самодельный смесительный узел для теплого пола. Основное его преимущество – существенно меньшая цена. В среднем, такой узел выходит в 3-4 раза дешевле, чем заводского изготовления, но возникают вопросы в его расчете и подборе элементов. Ведь при неправильном подборе теплый пол будет работать неравномерно или вообще его эксплуатация будет существенно затруднена.

Как создать своими руками смесительный узел? В общем, основные задачи при такой постановке вопроса сводятся к следующим пунктам:

выбрать схему и конструкцию смесительного узла;
подобрать необходимые элементы;
рассчитать производительность насоса и характеристики других изделий;
смонтировать узел.

Принципы монтажа ничем не отличаются от создания отопительной сети. Основное внимание нужно уделить расчету, выбору схемы и подбору оборудования. На чем и будем акцентировать внимание далее.

Схемы смесительных узлов

Схема смесительного узла теплого пола разрабатывается таким образом, чтобы грамотно получить теплоноситель требуемой температуры. Все существующие современные схемы смесительных узлов разделяются на две большие группы:

Это разделение проходит по схеме движения теплоносителя. Чем отличаются оба типа?

Параллельные

Параллельная схема смесительного узла для теплого пола конструируется таким образом, что после смешения вода нужной температуры подается не только на сам тёплый пол, но и в контур отопительного прибора. Это накладывает особенности на функционирование. Так как часть подготовленного теплоносителя не попадает в сеть теплого пола, необходимо применение насоса большей производительности.

Последовательные

Для функционирования последовательной схемы необходим насос меньшей производительности, чем при использовании такой же схемы параллельного типа. Это связано с тем, что после смешения весь подготовленный объем теплоносителя циркулирует непосредственно в контуре теплого пола. В общем, такая схема более подходящая и чаще всего используется в современных условиях.

Для понимания разницы между каждой схемой можно ознакомиться с рисунками.

Элементы и комплектующие

Для создания всех описанных схем используется некоторое количество запорно-регулирующей арматуры и комплектующих. Часть элементов обязательна, такие как циркуляционный насос, часть используется при необходимости. В общем в большинстве изготавливаемых узлов применяют:

циркуляционный насос требуемой производительности;
регулировочный клапан (2-х или 3-х ходовой) с термоголовкой или термостатический клапан;
термометры подачи и обратного теплоносителя (не обязательно);
перепускные, балансировочные и запорные клапаны;
шаровые краны;
воздухоотводчики.

Основными элементами являются регулировочные клапаны и насос, работа которых и позволяет получить теплоноситель требуемой температура в необходимом количестве.

Клапаны и краны

Узел подмеса воды для теплого пола обязательно включает в себя клапанные краны. Рассмотрим особенности и сферу применения некоторых из них:

3-ходовой клапан представляет собой устройство, которое используется для смешивания, разделения, или переключения потоков воды или другого теплоносителя между собой. В применении к смесительным узлам их основная задача – создать смесь с необходимой температурой для подачи в сеть теплого пола с использованием горячего потока от котла и охлажденного теплоносителя из обратного трубопровода.

3-х ходовой клапан с термоголовкой.

Двухходовой клапан способен изменять расход теплоносителя из одного источника. То есть при его использовании регулируется поток. При уменьшении сечения клапана, объем проходящего через него теплоносителя уменьшается, а необходимое для работы насоса количество воды забирается из другого трубопровода.

2-х ходовой клапан.

Любой из описанных клапанов представляет собой просто запорный механизм, регуляция которого возможна некоторыми методами. Самый простой – ручной, когда поток перекрывается с помощью вентиля. Но для смесительных узлов в теплых полах это практически не применяется, так как автономность такой системы сомнительна.

Чаще всего применяются термоголовки, которые автоматически регулируют степень открытия клапанов в зависимости от показаний термодатчика, который крепится к подающему или обратному трубопроводу. Возможно также использование сервоприводов.

Существуют также термостатические трехходовые клапана, к которым подсоединяются две ветки с разной температурой и из которых отходит теплоноситель с заранее выбранной температурой. В таком клапане регуляция температуры осуществляется встроенными в корпус прибора датчиками. В отличие от выносного датчика, как в термоголовках с 3-х ходовым клапаном.

Термостатический трехходовый клапан

При выборе как 3-х ходового, так и двухходового клапана важно иметь представление о такой характеристики как пропускная способность (Kvs, Kv). Она означает, какой максимальный поток теплоносителя способен в полностью открытом положении пропустить через себя клапан при перепаде давления 1 Бар. Kvs клапана стандартизирован и указывается в характеристиках – 1,0, 1,6, 2,5, 4,0, 6,3, 10…

В общем Kvs зависит от расхода жидкости и перепада давления на клапане. Для этого используют формулу Kvs=G-√dp, где dp корень из перепада давления на клапане, G – расход воды.

Для примера можно сказать что для теплого пола площадью приблизительно 50 м² с потерей давления около 8 кПа обычно хватает клапана с Kvs 1.6. При аналогичной системе 150 м² и 10 кПа уже нужно использование трехходового клапана с Kvs 4.0.

Насос

Обязательным элементом смесительного узла является насосная группа для теплого пола, который подбирается таким образом, чтобы обеспечить подачу расчетного количества теплоносителя на теплый пол. При выборе также учитывается потери давления в самой длинной петле теплого пола. Потери зависят от длины ветки наличия кранов и вентилей, поворотов и других элементов, которые создают сопротивление движению теплоносителя. Для расчета удобно использовать специальные программы, которые разрабатывают производители теплых полов или использовать формулы из справочников.

Расчет теплоносителя в контуре теплого пола можно рассчитать по такой формуле:

Q=3600⋅P/c⋅(tп-tо), где P – мощность всех петель теплого пола; с – теплоемкость (для теплоносителя – воды она составляет 4,2 кДж/кг); tп и tо – расчетная температура подающего и обратного трубопровода. Обычно, разница не должна превышать 10 °C.

Например, при температуре подающего и обратного трубопроводов 35 и 25 °C, и мощности системы 8 кВт расход теплоносителя будет составлять: G=3600⋅8/4,2⋅(10) = 685 л/ч (0,685 м³/ч).

По найденному расходу и заранее рассчитанным потерям давления в сети по номограммам насосов выбираем модель требуемой производительности.

Выбор насоса по номограмме.

Для учета потерь давления необходимо провести гидравлический расчет теплого пола. Для этого учитывают много параметров – длину петель, диаметр, количество и характеристики всех местных сопротивлений (отводы, клапаны, повороты, и т. д.). Для упрощения расчета многие производители предоставляют специальные программы.

В общие потери входит:

Потери давления в трубопроводе. Они зависят от длины самой протяженной петли теплого пола, скорости движения воды в ней и диаметра и материала трубы. Выше мы нашли общий расход теплоносителя, проходящий через насос. Его количество в каждой петле может разниться от характеристик коллектора, настроек регулирующих клапанов и т.д., но для приблизительного расчета можно использовать значение 0,04 л/мин. То есть, если у вас ветка длиной 50 м, то расход для нее должен составлять приблизительно 2 л/мин. По этому значению и по потере давления на одном метре используемого трубопровода находим общие потери давления в петле. Удельные потери давления на 1 метре трубопровода находятся по номограмме потерь для конкретной трубы, которую можно найти в документации к изделию. Если там указана для трубы удельная потеря в 1 Па, то на 50 м будет 50 Па. Таким же образом учитываем потери на каждом участке прямого трубопровода, входящем в наиболее нагруженную петлю.
Потерь давления на каждом сопротивлении расчетного участка. Они находятся по формуле dP=S⋅(V²/2) ⋅r. Где dP – потери давления на всех местных сопротивлениях, S – сумма коэффициентов местных сопротивлений, V – скорость теплоносителя, r – плотность теплоносителя. Коэффициент местного сопротивления для каждого фитинга указан в документации к нему или в справочной литературе. Учитывать нужно все клапана, тройники, и другие элементы.

Общие потери давления состоят из суммы потерь на трубопроводах и местных сопротивлениях. После того, как для конкретной сети подсчитаны все эти параметры, будут найдены общие потери, которые и служат основой для выбора насоса. Нужно иметь ввиду, что для давления используют несколько единиц, каждая их которых может быть указана в номограмме, а иногда и несколько сразу, например, килопаскали (кПа), метры водяного столба (Н). При необходимости их можно перевести по формуле — 1 метр водяного столба = 9,8 кПа.

Конструкции смесительных узлов

Рассмотренные выше схемы показывают лишь принцип циркуляции теплоносителя в отопительных контурах. Для каждой схемы используются разные конструкции смесительных узлов. Причем в каждой из двух типов существует довольно большое количество разнообразных конструкций которые используют разное оборудование и комплектации.

В общем, по конструкции все схемы смесительных узлов можно разделить на такие изделия:

на 3-ходовых клапанах;
на 2-ходовых клапанах.

Каждая из этих конструкций может быть изготовлена с использованием разных элементов в разной последовательности и с разным расположением. Так как последовательные схемы смесительных узлов более распространены и чаще применяются при самостоятельном изготовлении, больше внимания уделим им.

На 2-х ходовых клапанах

На 2-х ходовых клапанах также реализуют схемы с параллельным и последовательным смешением. Пример узла представлен на изображении.

Схема последовательного смешения с 2-х ходовым клапаном.

Выбор клапана и схемы расположения проводят в основном исходя из возможной компоновки узла, места для него и других характеристик системы. Нельзя сказать, что узел на 3-х ходовом клапане работает лучше, или наоборот.

На трехходовых клапанах

Если используется смеситель для теплого водяного пола на базе 3-х ходового клапана схема проектируется чаще всего как последовательная. В таком случае трехходовой клапан может быть установлен как на подающей ветке, так и на обратной.

Схема последовательного смешения с 3-х ходовым клапаном.

В первом случае он работает как клапан смесительного типа, в котором поток воды из обратного трубопровода смешивается с подающим и дальше прокачивается насосом в ветки теплого пола. При установке клапана на «обратке» он выполняет функции разделителя потока.

На перемычке между подающим и обратным трубопроводом возможна установка обратного клапана, который будет перекрывать поток в случае остановки насоса, но при открытом трехходовом. Такая ситуация возможна при реализации функции регулирования теплого пола насосом. Этот клапан также можно устанавливать и в схемах с двухходовым клапаном или в узле параллельного смешения.

Схема параллельного смешения с 3-х ходовым клапаном.

Для смешения и разделения используются два разных изделия, которые не взаимозаменяемы. Для маркировки на корпусе клапана указана схема движения воды.

Разделительный и смесительный клапаны.

Узел подмеса для теплого пола работает с грамотным контролем температуры. Для этого используются термоголовки, термодатчики от которых крепятся к подающему или обратному трубопроводу. Какой вариант лучше выбрать? Каждый из них отличается нюансами.

Если регуляция будет проходить по температуре подающего трубопровода, то в ветки теплого пола будет подаваться теплоноситель постоянной температуры. Если термодатчик установить на «обратке», то постоянной будет именно температура в обратном трубопроводе. Во втором варианте в зависимости от увеличения или уменьшения теплосъема, похолодания или потепления температура подающего теплоносителя будет меняться. При этом средняя температура самой поверхности пола обычно более равномерна, чем в первом варианте.

Многие производители теплотехнического оборудования представляют программные продукты, для упрощения выбора насосов, клапанов и других приборов. Без того, чтобы изучать сложные формулы и таблицы.

После того как выбрана схема, комбинация комплектующих и характеристики насосов и клапанов приступают к сборке с соблюдением всех норм монтажа отопительного оборудования.

Читайте также: